课后限时练(12) 直流电路与交流电路（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（广东专版）

课后限时练(十二)　直流电路与交流电路 1．(2025·广东卷T2)如图所示，某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电，经理想变压器升压至10 kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是(　　) A．变压器原、副线圈匝数比为1∶100 B．输电线上由R造成的电压损失为500 V C．交压器原线圈中的电流为100 A D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 B　[根据原、副线圈的电压与匝数关系，可得＝，代入数据解得＝，A错误；R造成的电压损失ΔU＝I2R，又I2＝＝＝100 A，联立得ΔU＝500 V，B正确；变压器原线圈中的电流I1＝＝＝2 500 A，C错误；变压器原、副线圈中的电流频率一定相同，D错误。] 2．(2024·广东卷T1)将阻值为50 Ω的电阻接在正弦式交流电源上，电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该交流电的频率为100 Hz B．通过电阻电流的峰值为0.2 A C．电阻在1秒内消耗的电能为1 J D．电阻两端电压表达式为 u＝10sin 100πt(V) D　[由题图可知交流电的周期为0.02 s，则频率为f＝＝50 Hz，故A错误；根据题中图像可知电压的峰值为10 V，根据欧姆定律可知电流的峰值Im＝＝＝0.2 A，故B错误；电流的有效值为I＝＝0.2 A，所以电阻在1 s内消耗的电能为W＝I2Rt＝0.22×50×1 J＝2 J，故C错误；根据题中图像可知其电压表达式为u＝Umsin ωt＝10sint(V)＝10sin 100πt(V)，故D正确。故选D。] 3．(2023·广东卷T6)用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8 kW，原线圈的输入电压U＝220sin 100πt(V)。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是(　　) A．20 A，50 Hz　 B．20 A，50 Hz C．20 A，100 Hz　 D．20 A，100 Hz A　[由题可知原线圈输入电压的有效值为U1＝ V＝220 V，原线圈电流有效值为I1＝＝40 A，副线圈输出电流的有效值为I2＝I1＝20 A，变压器无法改变电流的频率，故f＝＝ Hz＝50 Hz，故选A。] 4．(2022·广东卷T4)如图所示是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是(　　) A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等 C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等 B　[根据E＝n可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等，根据P＝可知，两电阻的电功率也不相等，选项A、D错误；因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。故选B。] 5．某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是(　　) A．交流电的频率为10 Hz B．副线圈两端电压最大值为3 V C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 B　[交流电的周期为0.2 s，频率f＝＝5 Hz，A错误；根据变压器原、副线圈的电压规律可知＝，由于原线圈的电压最大值为0.05 V，故副线圈的电压最大值为3 V，B正确；变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，D错误。] 6．(2025·广西卷)如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为S1、S2，长度分别为l1、l2。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为(　　) A．l1∶2l2　 B．2l2∶l1 C．l2S1∶2l1S2　 D．2l2S2∶l1S1 B　[ ] 7．(2025·广东广州二模)如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电，电压表和电流表均为理想交流电表。若电阻箱R的阻值变大，则(　　) A．交流电流表的示数变大 B．交流电压表的示数变小 C．副线圈中电流频率变大 D．变压器的输出功率变小 D　[原线圈电压不变，原线圈有效电压U1不变，则交流电压表示数不变，因为原副线圈匝数不变，根据U2＝U1，可知副线圈电压U2不变，因为电阻箱R的阻值变大，故交流电流表的示数I2变小，故A、B错误；理想变压器不改变交流电的频率，原线圈接正弦式交流电，所以副线圈中电流频率与原线圈相同，不会变大，故C错误；因为U2不变，I2变小，根据变压器的输出功率P＝U2I2，可知变压器的输出功率变小，故D正确。故选D。] 8．(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　　) A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为 BC　[由题中图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，故A错误；由题图可知交流电的周期为T，则ω＝，由交流电的电动势的最大值为Em＝BSω＝Φm，则有效值为E有＝＝，故B正确；线圈转一周外力所做的功为线圈转动一周的发热量，W＝T＝，故C正确；从0时刻到时刻平均感应电动势为＝＝＝，故D错误。] 9．(2024·广东广州二模)如图所示为某发电厂输电示意图，发电厂的输出电压为U，输电线的等效电阻为r，输电线路中的电流为I，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，则该变压器(　　) A．输入电压为U B．输入电压为 Ir C．输出电压为 D．输出电压为 C　[该变压器的输入电压为U1＝U－Ir，根据理想变压器电压比等于匝数比，可得＝，可得该变压器的输出电压为U2＝U1＝，故选C。] 10．(2025·广东江门模拟)如图所示为某科研小组研制的悬球式加速度仪，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。一金属球系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点。AB是一根长为L＝10 cm的均匀电阻丝，金属丝与电阻丝接触良好，且摩擦不计。电阻丝的中心C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个零刻度在中央、量程合适的理想电压表，金属丝和导线电阻不计。图中虚线OC与电阻丝AB垂直，其长度h＝5 cm，电阻丝AB接在电压为U＝10 V的直流稳压电源上，重力加速度g＝10 m/s2。整个装置固定在列车中，使AB沿着前进的方向。列车静止时，金属丝处于竖直方向。当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负值，下列说法正确的是(　　) A．若电压表示数为正值时，该列车可能向左做匀减速运动 B．此装置能测得的最大加速度为20 m/s2 C．当列车以5 m/s2的加速度向右运动时，金属丝将向左偏离竖直方向45° D．当电压表的示数为2 V时，列车的加速度大小为4 m/s2 D　[由题可知，当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负值，此时加速度方向向右，当电压表示数为正值时，加速度方向向左，该列车可能向左做匀加速运动或向右做匀减速运动，故A错误；设金属丝与竖直方向的夹角为θ，对小球进行受力分析，小球受重力、金属丝的拉力，其合力沿水平方向，大小为F＝mgtan θ，根据牛顿第二定律可得a＝＝＝gtan θ，当金属丝摆到A点或B点时，加速度最大，此时tan θ＝1，θ＝45°，a＝10 m/s2，故B、C错误；电压表所测电阻丝的长度L'＝htan θ＝，串联电路电流相等，有＝，则电压表的示数为U'＝L'＝，将U'＝2 V代入，可得a＝4 m/s2，故D正确。故选D。] 学科网（北京）股份有限公司 $